3.3 系统的优化 教案-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）必修技术与设计2

第二节：系统的分析
一、学习目标
1.了解系统优化的意义，了解影响系统优化的因素。
2.体会领悟系统优化的必要性和重要性，通过系统优化探究活动，培养学生的探究精神以及团队合作意识。
3.能分析、总结和归纳出系统优化的方法，并能运用系统原理和系统分析方法，进行简单的系统优化设计活动，尝试解决技术问题，体验参与技术设计的愉悦情感。
二、素养目标
1.技术意识：能够自主搜集、分析相关数据，评价一项技术的价值及发展趋势。面对某一具体系统情境，能明确要解决的问题，根据要优化的系统和限制条件，制订优化系统的方案。
2.工程思维：能确定一个生活或生产中的简单对象，分析影响系统的因素，并尝试通过改变输入、过程、反馈和干扰等对系统进行优化。
三、重点、难点
重点：理解系统优化的意义及影响系统优化的因素。
难点：探究系统优化的方法，并能够简单应用。
四、教材情况
本节主要介绍系统优化的过程、价值和意义，以及如何在系统分析的基础上，进行系统优化。系统优化既是系统分析的深入，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，起到承上启下的作用，是本章的重要内容之一。
五、学生情况
通过认识系统、系统分析的学习，学生对系统的含义、特征及系统的思想和方法已经有了一定的认识。但分析过程中，不能灵活运用系统的思想和方法进行优化。所以，这节课主要是通过具体的案例对学生进行引导，帮助学生从宏观上把握系统优化的全过程，带领学生探究和领略系统优化的意义与方法。
六、教学过程
1.新课引入
视频播放近几年BYD汽车新能源车的发展历程。
我们可以看到，汽车由控制、电池、电气、液压、 应急、安全等子系统组成。BYd使用刀片电池替换了锂电池，使汽车的安全性得到进一步的提升，汽车自然的风险大大降低。
展示相关案例的图片与文字资料：无独有偶的设计 还有很多，如“咬人的童车”“大气杀手氟利昂” 这些“血淋淋”的系统设计，都告诉了我们什么
系统优化就是在给定的条件下，通过一定的手段和方法，使系统活动更佳的功能或更佳效益的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。
2.系统优化的含义
（1）系统优化是在一定的条件下进行的。
（2）系统优化要达到最佳效果，使投入达到最小。
（3）系统优化强调整体的优化。
实现系统的最优化，可以在一定资源条件下，获得最佳效果，使投入的人力、物力、财力为最低。
案例分析：有3个传教士和3个食人者来到河边，打算乘一艘船 从右岸到左岸。该船的最大负荷能力为2个人。当传教士数量大于或等于食人者数量时，传教士安全，否则会被食人者吃掉。请学生分析系统的组成元素、限制条件和矛盾冲突，并寻找最优的解决方法。
通过前面的实践探究活动，我们可以总结出系统优化的要素。
（1）优化目标：系统优化的目标要适度。
（2）约束条件：对系统优化起限制作用，不能人为调节。
（3）影响因素：对系统优化产生影响，可人为调节。
3.系统优化的步骤
（1）提出需要优化的问题和目标。
（2）分析影响系统优化的因素。
（3）选择合适的优化方法。
（4）解决问题，优化系统。
（5）进行验证和完善。
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4.案例分析
现在有一个贫困村，国家拨款给村里面修一条公路，假设本项目由你来负责，你将怎样进行。
（1）需要进行优化的问题——交通闭塞
（2）选择合适的优化方法——优化方略与筹谋修路
勘测（路线）、预算（资源）、选择合适的筑路方法和计划（根据本村的人力、物力、财力）
（3）验证与实施
条件校验：校验人力、物力、财力是否具备。合理分配，节约资源，促使优化指标和约束条件得以满足。
（4）实施与调整：及时调整，计划与施工，再进入优化进程
七、教学反思
在本节课的教学活动中，教学目标得到了落实，学生都能很好地理解系统优化的重要性，以及系统优化的含义和意义，能在教师的引导下探究系统优化，并归纳出系统优化的影响因素和一般步骤。
教师在教学设计中可以删除了部分案例，使其数量合适，恰到好处。同时，考虑到课堂的时间问题，只保留优化“某校园的布局设计图”的实践活动，让学生们有充分的时间去思考和设计。